第九章钢的热处理工艺-张庆安-金属学与热处理.ppt

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1、本章目的介绍钢的常用热处理工艺及其应用本章重点（1）各类热处理(退火、正火、淬火、回火)工艺—组织－性能－应用的规律和特点（2）淬透性、淬硬性的概念与应用第九章钢的热处理工艺金属材料加工过程冶炼→铸造铸锭板棒型管焊接机加工冷轧冷拔深冲锻件铸件机加工零件或构件↑工艺性能预备热处理↑使用性能最终热处理热轧→热锻→热处理分类普通热处理：退火、正火淬火、回火表面热处理：表面淬火化学热处理形变热处理：控制轧制§9-1钢的退火与正火一退火1定义：钢加热到适当温度，保温一定时间后缓慢随炉冷却或控制其冷速，获平衡组织的工艺~。参见教材定义中“高于或低于AC1”，是为

2、了区分有无相变的两种退火，但并不妥AC1S2分类（1）高温退火（相变重结晶退火）T加热>AC1（2）低温退火T加热

3、工前或热处理前的预备热处理)4退火工艺及特点AC3+20-30℃AC3AC1tT(1)完全退火注：目的不同，组织控制(珠光体片间距)不同原因：粗片状P原因：重结晶45钢锻造后与完全退火后机械性能状态σb(Mpa)σs(Mpa)δ(%)ψ(%)αk(kJ.m-2)HB锻造650~750300~4005~1520~40200~400230完全退火600~700300~35015~2040~50400~600200完全退火后强硬度有所下降，而塑韧性较大幅度提高——主要目的：改善组织与加工性能晶粒细化的原因αγα40钢退火前后金相组织完全退火→相变重结晶过程

4、α→γ→α工艺规范特点目的适用范围①工艺：不完全奥氏体化②组织：球状(粒状)珠光体①降低(过)共析钢硬度适合切削②为最终热处理做组织准备含碳量较高的工、模具钢的预备热处理AC1+20-30℃ACm或AC3AC1tT(2)球化退火——不完全退火的一种工艺关键①Fe3C形态控制②球的大小控制←控制奥氏体化程度←控制过冷奥氏体冷却转变的温度片状与球状珠光体组织切削性能比较层片状珠光体粒(球)状珠光体刀具T12钢球化退火与完全退火的性能比较球化退火的强硬度更低，塑韧性更好，碳化物对基体的分割更均匀、彻底，更利切削加工状态σb(Mpa)δ(%)ψ(%)HB完

5、全退火8101530230球化退火6202040160T12钢完全退火与球化退火后性能比较T12钢完全退火与球化退火后组织比较完全退火、球化退火工艺缺陷生产周期长；且为变温转变，故所得组织、球大小不均，为此——开发出等温转变(3)等温退火——是完全退火、球化退火工艺的改进——普通退火——等温完全退火——等温球化退火AC3+20-30℃AC3Ar1tTAc1AC1+20-30℃Ar1-20-30℃高速钢等温退火与普通退火工艺曲线870-880℃tT4h3h等温退火普通退火40℃/h720-740℃炉冷15℃/h空冷空冷等温退火优势(1)缩短工艺时间：高

6、速钢40h→20h（2）组织均匀：碳化物球大小一致工艺规范特点目的适用范围(1)高温、长时间(2)需再经重结晶工艺(完全退火或正火)以细化晶粒消除或减轻偏析、带状组织等合金钢锭大型铸钢件tTAC3或ACm+200-300℃AC3或ACm(4)扩散(均匀化)退火工艺名称工艺规范目的适用范围再结晶退火①①消除加工硬化②完全消除残余应力冷塑性变形件去应力退火②消除内应力，防工件变形铸、锻、焊、冲压、机加工件(5)再结晶退火与去应力退火AC1650-700℃300-650℃tT①②二正火目的、用途和工艺1定义钢加热到AC3或ACm以上的A区域，保持一定时间后

7、在空气中冷却，以获得接近平衡状态组织的工艺——又称常化①①正火②退火②正火与退火的区别加热温度较高冷却速度较快获得组织较细(索氏体)——强硬度与塑韧性较高生产效率较高①②①①正火②退火②碳钢正火与退火后的硬度（HB）状态结构钢软的中等的硬的工具钢退火正火～125～140～160～190～185～230～220～270正火与退火态45钢机械性能状态σb(MPa)δ(%)αk(J.cm-2)HB正火700~80015~2050~80220完全退火650~70015~2040~60180注：正火态强硬度与塑韧性均较高2目的①细化晶粒，消除铸锻焊件组织缺陷②

8、提高低碳钢硬度，改善切削加工性能③消除高碳钢网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备④型材或大型复杂铸钢件的最终